一、技术名称：高炉冲渣水直接换热回收余热技术
二、技术所属领域及适用范围：冶金行业 炼铁、炼铜等生产过程高炉冲渣水余热回收利用
三、与该技术相关的能耗及碳排放现状
高炉炼铁熔渣经水淬后产生大量60℃-90℃的冲渣水，其中含有大量悬浮固体颗粒和纤维。目前，我国高炉冲渣水余热主要采用过滤直接供暖及过滤换热供暖方式进行利用，但存在容易在管道或换热设备内发生淤积堵塞、过滤反冲频繁取热量少、产生次生污染等问题，无法长时间使用，因此多年来冲渣水余热未得到全面有效利用。按照我国钢铁生产产量8亿t，按350kg渣比计算，由冲渣水带走的高炉渣的物理热量约占炼铁能耗的8%左右，能源浪费巨大。目前该技术可实现节能量4万tce/a，CO2减排约11万t/a。
四、技术内容
1.技术原理
高炉炼铁冲渣水含有大量60℃-90℃低品位热量，该技术采用专用冲渣水换热器，无需过滤直接进入换热器与采暖水换热，加热采暖水，用于采暖或发电，从而减少燃煤消耗并减少污染物的排放，达到节能减排的目的。冷却后的冲渣水继续循环冲渣，对于带有冷却塔的因巴等冲渣工艺，可以关闭冷却塔进一步节约电能消耗；而对于没有冷却塔的冲渣工艺，冲渣水降温后减少了冲渣水蒸发量，进一步减少水消耗。采用该技术，无需过滤，工艺流程短，运行及维护成本低，取热过程仅仅取走渣水热量，不影响高炉正常运行，无次生污染，整体运行可靠，适宜于长周期运行。
2.关键技术
（1）直接换热技术。开发了专用冲渣水换热器，解决了纤维钩挂堵塞和颗粒物淤积堵塞问题，冲渣水无需过滤即可直接进入换热器与采暖水进行换热。
（2）抗磨损技术。冲渣水含有大量固体颗粒物，不仅容易淤积堵塞，而且极易磨损，该技术通过板型、材质、结构、流速等方面的控制解决了磨损问题。
（3）自动运行控制技术。根据高炉规模和冲渣工艺的不同特点，研发了系列工艺流程与之配套，大型高炉两侧冲渣的切换技术以及可靠的直接换热技术保证了自动运行的可实施性。
3.工艺流程
高炉容积不同，冲渣工艺不同，以底滤法为例，其工艺流程如图1所示。由高炉冲渣水泵出口管道处设置阀组提取冲渣水，取出的冲渣水流经冲渣水换热器取热降温后引回原管路继续冲渣；采暖水回水流经冲渣水换热器加热升温后，供采暖；系统安装自动控制包含PLC控制系统及温度、压力、热量计量等控制系统。
图1 高炉冲渣水直接换热余热回收流程图
五、主要技术指标
1. 100%全水量取热，回收热量大，年产吨铁可配置采暖面积0.4 m2-0.6m2，节能5kgce-7.5kgce，节水40kg-57kg；
2.直接换热技术，无需过滤、不堵塞，可实现一个采暖季连续不停车运转；
3.大型高炉的因巴等冲渣工艺，冷端温差小于5℃，可将冲渣水由85℃降至55℃以下；小型高炉的底滤等冲渣工艺，热端温差小于2℃，可将采暖水加热至65℃以上；
4.冲渣水换热器技术指标：
单台最大换热器面积 1200m2；
单台最大换热负荷 1.7×107kcal/h；
单台最大冲渣水处理量 1400m3/h（底滤法）、500m3/h（因巴法）；
换热器单平米供暖面积 175 m2-500m2。
六、技术鉴定、获奖情况及应用现状
该技术共获得国家专利9项，其中2项发明专利。目前，已在北方20座高炉的冲渣水余热回收项目中推广实施，用于城市供暖，其中19座炼铁高炉，1座铜冶炼高炉，供暖面积累计达1100万m2，取得良好的经济和社会效益。
七、典型应用案例
典型用户：天津铁厂、山西太钢不锈钢股份有限公司、安阳钢铁股份有限公司、
津西钢铁公司、万通钢铁公司、迁西和然节能科技有限责任公司等。
典型案例1
案例名称：太钢5#高炉冲渣水余热供暖项目
技术提供单位：天津华赛尔传热设备有限公司
建设规模：高炉炉容4350m3，冲渣工艺环保因巴，为太原市220万m2城区建筑集中供暖；建设条件：具有足够供暖面积需求，冲渣水温度大于60℃；本项目冲渣水温度周期变化，最高温度95℃，冷却至60℃以下，冲渣水流量2400t/h，两套冲渣系统交替冲渣。主要技改内容：建设两套冲渣水取热站，各6台冲渣水换热器；建设配套采暖水泵站实现采暖水输送和调峰补热功能；相应连接管道、切换系统及控制系统。节能投资额5200万元，建设期6个月。年节能量2.85万tce，年减排量7.53万tCO2。年节能经济效益为1207万元，投资回收期约4年。
典型案例2
案例名称：安阳钢铁1#高炉冲渣水余热回收东线供暖改造项目
技术提供单位：天津华赛尔传热设备有限公司
建设规模：高炉炉容2200m3，冲渣工艺热因巴，全水量部分取热。建设条件：具有足够供暖面积需求，冲渣水温度大于60℃。主要技改内容：于冲渣水流经管道附近安装冲渣水专用换热器；从原冲渣管道处截断管道安装阀门管道，提取冲渣水；取出的冲渣水流经安装好的换热器后，由安装管道阀门接引回原管路继续冲渣；于原采暖回水管道安装采暖水管道阀门，提取采暖水，取出的采暖水流经安装好的换热器后，由安装管道阀门接引回原采暖系统。主要设备为专用冲渣水换热器1台及附属设备1套。技改投资额400万元，建设期2个月。年节能量3378tce，二氧化碳减排量8918t。年节能经济效益348万元，投资回收期1.2年。
八、推广前景及节能减排潜力
随着高炉冲渣水直接换热余热回收技术的成熟，在有集中供暖需求的北方将得到进一步发展应用。预计未来5年，该技术的推广比例可达40%，项目总投入26亿元，可形成的年节能能力为143万tce，年碳减排能力为378万tCO2。
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